La educación inclusiva procura que los maestros y los estudiantes se sientan cómodos ante la diversidad, y que la perciban no como un problema sino como un desafío y una oportunidad para enriquecer el entorno de aprendizaje, tanto en entornos formales como no formales [19].
24
En el caso de la escolaridad de niños con capacidad visual especial, se debe considerar que las necesidades de estos niños son fundamentalmente las mismas que las de niños con visión plena [13]. Si las necesidades son similares, es de prever que las dificultades que enfrentan los maestros también lo sean.
Desde que inicia la etapa de escolaridad, la diferencia entre estudiantes es notoria. Existe diversidad en el ritmo de aprendizaje, en la profundidad de los conocimientos adquiridos, en la motivación, y en las actitudes hacia la asignatura. En el caso de la didáctica de la matemática, se pueden presentar dificultades relacionadas a otras áreas, a problemas socioculturales y socioemocionales, entre otros [21]. Una opción válida para enfrentar los problemas pasa por la adopción de metodologías y materiales de apoyo mucho más dinámicos.
Los modelos de educación y las técnicas psicopedagógicas de evaluación de resultados aplicables en la enseñanza – aprendizaje de niños con capacidad visual especial, son las mismas que se aplican con niños con visión normal, con las adaptaciones y excepciones metodológicas derivadas de su condición [22], sobre todo la diferencia en los modelos mentales del entorno [23].
El panel electrónico descrito en [3] es de fácil transporte, adecuado a las características perceptivas de los alumnos con capacidad visual especial y normal, sencillo en su uso, y de bajo costo. La adaptación de fichas tipo LEGO favorece el desarrollo de la motricidad en los niños, facilitando la adquisición de conceptos espaciales como tamaño, volumen, formas geométricas, etc. [24].
En este contexto, se espera que el panel utilizado en apoyo a una adecuada didáctica de enseñanza de la matemática pueda contribuir significativamente al aprendizaje del grupo meta.
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CONCLUSIONES
Se analizó 6 opciones de optimización del panel electrónico implementado, identificando como óptima a la que propone la adopción de fichas tipo LEGO, considerando sus ventajas y desventajas, pero sobre todo la ampliación de las potencialidades de enseñanza de matemática.
Considerando el grado de desarrollo de la capacidad táctil en el grupo beneficiario del proyecto, y, los requerimientos de estética planteados por el equipo de trabajo, se decidió plantear al menos 4 posibles diseños de fichas tipo LEGO a utilizar en el panel (operandos, operadores, y, referencias de posición), de entre las cuales se escogería la opción óptima.
Como resultado de un sistema educacional inclusivo se espera que las personas con capacidades especiales alcancen una vida plena y sean los actores principales de su economía.
El sistema educacional inclusivo debe procurar alcanzar un currículo escolar para todos, en el que en el aula común se reciba como iguales a estudiantes con capacidades especiales o normales.
En este sentido, se espera que en el aula existan adaptaciones técnico-didactas que consideren las capacidades diferentes de cada niño.
En educación, debe existir una garantía en el dominio de técnicas tiflotecnológicas en todas las etapas del proceso de enseñanza-aprendizaje.
En el caso de la escolaridad de niños con capacidad visual especial, se debe considerar que las necesidades de estos niños son fundamentalmente las mismas que las de niños con visión plena.
Desde que inicia la etapa de escolaridad, la diferencia entre estudiantes es notoria. Existe diversidad en el ritmo de aprendizaje, en la profundidad de los conocimientos adquiridos, en la motivación, y en las actitudes hacia la asignatura. En el caso de la didáctica de la matemática, se pueden presentar dificultades relacionadas a otras áreas, a problemas socioculturales y socioemocionales, entre otros. Una opción válida para enfrentar los problemas pasa por la adopción de metodologías y materiales de apoyo mucho más dinámicos.
Se espera entonces que un panel electrónico de fácil transporte, adecuado a las características perceptivas de los alumnos con capacidad visual especial y normal, sencillo en su uso, y de bajo costo; utilizado en apoyo a una adecuada didáctica de enseñanza de la matemática pueda contribuir significativamente al aprendizaje de niños con capacidad visual especial.
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[3] Bermeo. Figueroa. Lima. Ochoa. Peña. Romero. Jaramillo, “Diseño de un panel electrónico para la enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidad visual especial, basado en la utilización de fichas tipo LEGO,” Loja, 2014.
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Evaluación de la correspondencia entre los
requerimientos de la educación inclusiva y las
características de un panel electrónico diseñado para
la enseñanza de matemática básica a niños con
discapacidad visual
Alexis Bermeo#1, Cinthya Figueroa#1, Milton Lima#1, Karen Ochoa#1, Andy Peña#1, Jonathan Romero#1, Jorge Luis Jaramillo#2 #1 Profesional en formación de la Titulación de IET, Universidad Técnica Particular de Loja
#2 Docente de la SET del DCCE, Universidad Técnica Particular de Loja Loja, Ecuador 2015
1[email protected], 1[email protected], 1[email protected],1[email protected], 1[email protected], 1[email protected], 2[email protected]
Resumen—En este trabajo se presentan los resultados obtenidos al optimizar un panel electrónico diseñado para la enseñanza de matemática básica a niños con discapacidad visual, e intentar responder, en una primera aproximación, a la interrogante de si existe o no correspondencia entre las características técnicas del panel y los requerimientos de la educación inclusiva. La respuesta se construye desde la perspectiva de las políticas de educación especial y de los modelos pedagógicos afines.
Palabras claves— discapacidad visual, enseñanza de matemática para niños con discapacidad visual, entornos interactivos de aprendizaje, LEGO.
I. INTRODUCCIÓN
En septiembre de 2013, personal de la Sección de Electrónica y Telecomunicaciones del Departamento de Ciencias de la Computación y Electrónica, y de la Sección de Diseño, Proyectos Arquitectónicos y Urbanismo del Departamento de Arquitectura y Artes, de la Universidad Técnica Particular de Loja, decidieron colaborar en el diseño e implementación de un panel electrónico para la enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidades visuales especiales. Como resultado, se desarrolló el panel electrónico que se muestra en la Fig. 1, y que se describe en [1]. La evaluación de desempeño del panel desarrollado mostró que se cumplía con las especificaciones funcionales, pero se presentaban problemas operativos, especialmente en relación a la manipulación de las fichas. En este contexto, en marzo 2014 se acordó optimizar el panel, obteniendo los resultados descritos en trabajos previos [2], [3].
Establecida la conceptualización y el diseño de fichas tipo LEGO del panel, se decidió proseguir con el diseño e implementación de un prototipo del panel electrónico. Para este
fin, en septiembre de 2014 se conformaron cuatro grupos de trabajo, encargándoles el diseño e implementación del panel, el diseño e implementación del bloque de identificación electrónica de fichas, el diseño e implementación del algoritmo de control del panel, y, el análisis de resultados. En este último apartado se incluyó la evaluación de la usabilidad del panel, y la evaluación de la correspondencia entre los requerimientos de la educación inclusiva y las características técnicas del prototipo. Este documento recoge los resultados obtenidos al intentar una respuesta a la última interrogante bajo la premisa de que el sonido y la manipulación de fichas podrían ayudar a mejorar y ejercitar la memoria, la percepción háptica, y, las estructuras cognitivas temporales y espaciales de los niños con discapacidad visual.
Fig. 1. Versión original del panel electrónico implementado para enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidades visuales especiales [1].
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II. SOBRE LA OPTIMIZACIÓN DEL PANEL ORIGINAL
A. Sobre la necesidad de optimizar el diseño original Debido a los problemas presentados en el panel implementado se identificaron necesidades de optimización: disminución del volumen y peso de las fichas, integración de identificadores decimales y código Braille, reducción del desgaste de contactos en el circuito impreso, y diversificación en el uso de colores [1].
Conocidas las necesidades de optimización, se formularon 6 diferentes propuestas tecnológicas. En la primera opción se propuso conservar las características de funcionamiento del panel original e incorporar un switch de encendido y apagado. El usuario ingresa los operandos presionando los pulsadores ubicados en el tablero, tal como se muestra en la Fig. 2. Luego, selecciona el operador matemático, e indica la respuesta expresada en unidades, decenas y centenas. Al oprimir el operador “igual” y la tecla “comprobar”, se escucha el mensaje “correcto” para una operación válida, o “incorrecto” para una operación errónea. El usuario puede resetear los pulsadores, para ejecutar la operación nuevamente.
Fig. 2. Primera opción de optimización del panel electrónico implementado para enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidades visuales especiales [Autores].
En la segunda opción, se pretende llamar la atención de los niños para facilitar el aprendizaje, por lo que se utiliza un panel electrónico integrado a un oso de peluche. El panel opera de forma similar a lo descrito en el apartado anterior (ver Fig. 3).
Fig. 3. Segunda opción de optimización del panel electrónico implementado para enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidades visuales especiales [Autores].
En la tercera opción se presenta un paradigma diferente al panel original, en el que dos jugadores participan identificándose cada uno de ellos con el color verde o azul respectivamente. Se utiliza un tablero con pulsadores (que contienen números entre uno y veinte), y tres dados (dos para los operandos y uno para las operaciones). El tablero y los dados están identificados con código braille. El jugador lanza los dados. El procedimiento y el resultado se ingresa en el tablero, y, se verifica la correcta ejecución (ver Fig. 4).
Fig. 4. Tercera opción de optimización del panel electrónico implementado para enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidades visuales especiales [Autores].
En la cuarta opción, para iniciar se presiona el botón “inicio”, y el panel da a conocer, mediante audio, un número aleatorio. El usuario identifica dos operandos y una operación, que se ingresan al panel presionando los pulsadores del tablero. Si los operandos y la operación ingresada son correctos, se escuchará “correcto”, caso contrario se indicará “incorrecto”, y se generará un nuevo número aleatorio (ver Fig. 5).
Fig. 5. Cuarta opción de optimización del panel electrónico implementado para enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidades visuales especiales [Autores]
La quinta opción se basa en el funcionamiento del juego “sudoku”, adaptándolo con numeración Braille (ver Fig. 6). Este juego utiliza una tabla de 9x9, compuesta por bloques denominados también subtablas de 3x3. Algunas celdas contienen números dados. El juego tiene por objetivo completar las celdas vacías, de forma tal que cada columna, fila, y región contenga números del 1 al 9 una sola vez. El tablero contendrá los botones “empezar” y “evaluar”. La rutina de comprobación terminará con un mensaje de “correcto” o “incorrecto”.
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Fig. 6. Quinta opción de optimización del panel electrónico implementado para enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidades visuales especiales [Autores].
En la sexta opción se adapta fichas tipo LEGO al panel electrónico, con lo que se pretende reducir el desgaste prematuro de los contactos en los circuitos impresos. Se utiliza un tablero y diversas fichas (números y operaciones matemáticas). Las fichas se colocan en el tablero en la lógica: primer operando, segundo operando, operación, solución, y, comprobación (ver Fig. 7).
Fig. 7. Sexta opción de optimización del panel electrónico implementado para enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidades visuales especiales [Autores].
Las opciones señaladas se analizaron identificando potenciales inconvenientes de orden mecánico, y limitaciones en el número de cifras significativas de operandos y resultados. La Tabla 1 muestra las ventajas y desventajas de cada una de las opciones. Como resultado se seleccionó la sexta opción, considerando sobre todo la ampliación de las potencialidades en la enseñanza de matemática que esta brinda.
TABLA I.
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS OPCIONES PRESENTADAS [AUTORES].
Opción Ventajas Desventajas
1
Elementos no móviles
Se puede verificar que
pulsadores están
activados
No se puede activar 2
pulsadores simultáneamente
Desgaste prematuro
Sistema mecánico complejo
Gran tamaño
2 Elementos no móviles Desgaste prematuro
Sistema mecánico complejo
3 Desgaste limitado Operación compleja
4 Desgaste limitado Operación compleja
5 Desgaste limitado Operación compleja Sistema complejo
6 Desgaste limitado Manipulación intuitiva
Operación compleja
B. Requerimientos generales para el diseño del nuevo panel En el grupo beneficiario de este proyecto, existen menores con ceguera parcial por lo que se consideró incluir en el diseño colores vivos. Además, se decidió incluir elementos estimulantes al tacto (codificación Braille) y al oído (sonidos “respuesta correcta” y “respuesta incorrecta”) [4], [5].
Al igual que en la versión original, el panel permitirá ejecutar las cuatro operaciones básicas: suma, resta, multiplicación y división. El panel constará de un tablero con una disposición de 5 columnas y 4 filas, y de una sección de encendido y sonorización, (ver Fig. 8).
Fig. 8. Tablero del panel electrónico optimizado [Autores]. Desde la derecha, las columnas del tablero permitirán ubicar las fichas correspondientes a unidades, decenas, centenas y miles. En la primera fila, en cada columna, permanecerán fijas las fichas que señalan el valor posicional de la columna.
En la última columna, a la izquierda del tablero, se ubicarán las fichas correspondientes a la operación aritmética a realizar (tercera fila desde la parte superior del tablero). En la posición
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quinta columna y cuarta fila, permanecerá fija la ficha de resultado de operación, construida sobre un pulsador.
En la sección de encendido y sonorización, ubicada en la parte superior del tablero, se encontrará el botón de inicio (START) y un parlante, que servirá para comunicar lo acertado o no de la operación efectuada.
Las fichas correspondientes a los operandos y al resultado, podrán ocupar exclusivamente posiciones predeterminadas en el tablero. La Fig. 9 muestra el diseño del tablero, que corresponde al estándar de una pieza tipo LEGO.
Fig. 9. Vista superior y lateral izquierda del tablero [Autores]. En cada ficha de los operandos, se imprimirá el valor absoluto de la misma (de 0 a 9), en Braille (en la parte superior de la ficha) y en números arábicos (en la parte inferior de la ficha), tal como lo muestra la Fig. 10.
Fig. 10. Vista general de una ficha del tablero [Autores].
La geometría de cada una de las fichas corresponde al estándar de una pieza LEGO (ver Fig. 11 a la 13).
Fig. 11. Vista lateral derecha de una pieza LEGO 4x2 [6].
Fig. 12. Vista inferior de una pieza de LEGO 4x2 [6].
Fig. 13. Vista lateral izquierda de una pieza de LEGO 4x2 [6]. Adicionalmente, se diseñó fichas para las operaciones matemáticas básicas, y, para el reconocimiento de las posiciones. La Fig. 14 muestra el ensamblaje de las fichas sobre el tablero.
En otro contexto, al beneficio que brinda las fichas tipo LEGO (múltiples combinaciones y las distintas estructuras que se logran crear con un grupo básico de piezas), se suma el desarrollo de habilidades motrices y la adquisición de conceptos espaciales, como volumen, tamaño y formas geométricas [7]. Los infantes se sienten atraídos por la idea de aprender divirtiéndose, condición totalmente válida para niños con capacidad visual especial, razón por la cual se propone adaptar fichas tipo LEGO en el panel electrónico. Al utilizar estas fichas se pretende reducir el desgaste prematuro de los contactos en los circuitos impresos en el bloque de control, de tal forma que el panel tenga durabilidad.
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Fig. 14. Vista general del tablero y las fichas [Autores]. C. Diseño a detalle de las fichas a utilizar en el panel
Considerando el grado de desarrollo de la capacidad táctil en el grupo beneficiario del proyecto, y, los requerimientos de estética planteados por el equipo de trabajo, se decidió proponer al menos 4 posibles diseños de fichas.
Debido a la disponibilidad de software y equipos, se decidió imprimir las fichas en 3D, utilizando los recursos del aplicativo SolidWorks [8], y, de la impresora 3D tipo MakerBot Replicator 2X [9].
Para seleccionar la mejor opción del diseño de las fichas a utilizar en el panel, se decidió someter las impresiones al análisis del grupo beneficiario del proyecto. Se trabajó con niños del cuarto año de educación básica del “Instituto para Ciegos Byron Eguiguren”. Este grupo fue conformado por 6 menores, de los cuales 3 presentaban capacidad visual especial. A cada uno se le pidió manipular las diferentes opciones de fichas, con la intención de analizar sus impresiones. Adicionalmente, se solicitó una apreciación a la tutora del grupo, docente que contaba con 15 años de experiencia en el Instituto. Como resultado se pudo inferir que la opción óptima está representada en una ficha con los cilindros significativos para la codificación Braille con perfil redondeado, y, con el